石油化工設備常見腐蝕原因及防腐措施

周超(中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

化工設備只有在特定的條件下才能出現(xiàn)腐蝕，進而影響使用的正常工作狀態(tài)與使用壽命，甚至會引起安全隱患，同時降低企業(yè)的生產(chǎn)效率。尤其是管道內(nèi)的腐蝕問題，會引起石油泄漏與環(huán)境污染等問題，不利于資源的優(yōu)化與高效利用。因此應當加強對腐蝕情況的重視，本著預見性的原則，及時發(fā)現(xiàn)與處理腐蝕的危險因素，以推動石油化工企業(yè)的穩(wěn)中求進發(fā)展。

1 石油化工設備的腐蝕原因

1.1 設備原因

石油化工生產(chǎn)加工過程中的設備種類多樣化，包括加熱爐與換熱設備及精餾設備等，大部分的生產(chǎn)加工設備為金屬材質(zhì)，長期暴露在空氣中易引起氧化腐蝕。化工設備的金屬結(jié)構復雜，增加了防腐養(yǎng)護工作的繁瑣程度，對工作人員的專業(yè)知識技能提出了更高要求。尤其化工設備的活潑金屬部位，接觸電解質(zhì)引起電化學反應后，會出現(xiàn)不同程度的電化學腐蝕。電化學腐蝕的預防與處理難度較大，同時對金屬部件的損壞嚴重，甚至會出現(xiàn)工作溫度無法控制與電氣設備短路等問題，泄漏的明火遇到會引起爆炸等安全事故。因此加強對化工設備的定期檢查維修，加大防腐處理的力度，減少后續(xù)的經(jīng)濟損失顯得尤為重要。

1.2 生產(chǎn)化學反應

石油化工設備在生產(chǎn)加工中會接觸不同的介質(zhì)，也會出現(xiàn)各種化學反應。尤其是接觸的酸堿介質(zhì)，會直接與設備的金屬材質(zhì)發(fā)生反應。生產(chǎn)中添加的材料與試劑，會互相發(fā)生劇烈的化學反應，適當大量的高溫氣體與熱量，與設備的金屬材質(zhì)發(fā)生氧化反應后，會對設備產(chǎn)生不同程度的侵蝕影響。除生產(chǎn)環(huán)境對設備腐蝕外，長期儲存的腐蝕性氣體或化工溶液及金屬粒子等介質(zhì)，也會影響設備的防腐蝕性。雖然部分溶液的初始金屬反應不會很強烈，但隨著設備內(nèi)溫度或壓力等條件的變化，會逐漸與金屬產(chǎn)生氧化還原反應，對設備表面產(chǎn)生不同程度的侵蝕。生產(chǎn)設備的應用環(huán)境與接觸的介質(zhì)不同，受到的侵蝕影響與腐蝕變化進度等方面也存在差異。

1.3 生產(chǎn)物理腐蝕

在石油化工生產(chǎn)中，設備受到氣液流動的因素影響常被忽視，通常與人為操作不當有關。操作人員對化工設備的防護與保存不當，使得化工產(chǎn)品生產(chǎn)中的氣液流動加速，在介質(zhì)高速流動的環(huán)境下，會對管道或設備產(chǎn)生不同程度的沖刷腐蝕。氣體或液體的流動速度越快，接觸的材料面積越大，材料受到的沖刷腐蝕進度越快[1]。因此忽視設備的承受能力，加快管道或設備內(nèi)的介質(zhì)流速，會加劇金屬設備的腐蝕。工作人員的風險與安全生產(chǎn)意識不足，上報設備的檢修與故障問題的時效性不強，會加劇設備的腐蝕進度，從而產(chǎn)生惡性循環(huán)，直到無法修復的地步，會加劇對石油化工企業(yè)的名譽與經(jīng)濟損失。

2 石油化工設備的防腐措施

石油化工設備的防腐是企業(yè)生產(chǎn)管理的重中之重，雖然化工設備腐蝕現(xiàn)象普遍發(fā)生，但嚴重的腐蝕問題會影響設備的使用壽命，甚至是出現(xiàn)設備變形等問題，直接影響生產(chǎn)質(zhì)量與效益。嚴重的設備腐蝕問題，存在較大的安全隱患與生產(chǎn)風險，相對于事后處理，更應當注重事前預防與始終控制，提高設備維修管理工作的前瞻性與預見性，確保設備處于正常工作狀態(tài)，規(guī)避停產(chǎn)等腐蝕原因引起的不良事件風險。

2.1 介質(zhì)處理

通常采取介質(zhì)性防腐措施，應對化工設備接觸的腐蝕環(huán)境。首先利用防腐隔層是將腐蝕性介質(zhì)與設備隔離開來，減少不同酸堿度介質(zhì)對化工設備表面結(jié)構的侵蝕。其次是通過介質(zhì)稀釋等措施，調(diào)整介質(zhì)的濃度，減少介質(zhì)對化工設備的侵蝕。腐蝕介質(zhì)對管道或設備的腐蝕影響嚴重，尤其是濃度與溫度不斷變化的介質(zhì)，會加劇自身對設備的腐蝕程度，因此可采取調(diào)整介質(zhì)的濃度等措施緩解腐蝕的進度。

2.2 優(yōu)化設備材料

石油化工企業(yè)對生產(chǎn)設備的腐蝕問題管理相對重視，積極引入了大量運用新型防腐材料制造的化工設備，可有效緩解設備腐蝕的情況，同時提高了設備的使用壽命。在現(xiàn)代科技的支持下，防腐設備材料的種類與性能更加優(yōu)化，在化工生產(chǎn)領域的應用越發(fā)廣泛。如將防腐材料支撐的襯里或覆蓋層，應用在化工設備內(nèi)，可起到設備隔離腐蝕介質(zhì)的作用，設備的耐高溫性與耐腐蝕性及耐磨性等性能隨之優(yōu)化，更利于提高生產(chǎn)安全水平。或是在化工表面涂抹防腐涂料，也會提高化工設備的防腐性能。防腐涂料的生產(chǎn)科技含量逐漸提高，耐酸耐堿的性能更加優(yōu)越。但防腐涂料的生產(chǎn)過程越發(fā)復雜，利于傳統(tǒng)涂料的生產(chǎn)知識經(jīng)驗外，還涉及到機械與物理及生態(tài)等多學科的知識。尤其是高效分散劑與高耐樹脂等材料的運用；特種試驗設備等配套設施的運用；新型抗腐蝕與抗?jié)B顏料或填料的開發(fā)等先進技術的運用，直接提高了防腐設備材料的生產(chǎn)水平，在化工設備的合理應用，更利于提高企業(yè)設備腐蝕管理水平，間接帶動化工生產(chǎn)質(zhì)量與效益的持續(xù)改進。化工設備的腐蝕原因與過程復雜繁瑣，除運用隔離層與防腐涂料外，也可以采用緩蝕劑的方法，控制設備腐蝕的程度與進度。

2.3 處理環(huán)境腐蝕

環(huán)境因素對石油化工設備的腐蝕影響不能忽視，潮濕與高溫的環(huán)境，或是空氣中的無機酸，都會對生產(chǎn)設備的金屬材質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響。針對于環(huán)境腐蝕的處理，主要是指去除環(huán)境中的氧氣或濕氣等腐蝕物質(zhì)。氧氣在腐蝕反應中以氧化還原反應為主，可采取脫氧劑去除氧氣或在設備表面涂抹防腐劑的方法。潮濕環(huán)境可采取各種適用的去濕方法，降低環(huán)境對設備的腐蝕影響，以維持設備的防腐蝕性能。石油化工設備的加工流程復雜且工藝繁瑣，易產(chǎn)生各種腐蝕問題，工作人員應當加強注重。嚴格控制加工環(huán)境，避免環(huán)境中的水分等因素的腐蝕影響。尤其是加工設備的保存，建議在干燥的環(huán)境中保存，合理控制車間的溫度與水分，必要時進行干燥及冷卻處理，以實現(xiàn)對環(huán)境中腐蝕因素的有效規(guī)避。

2.4 腐蝕技術管理

加強腐蝕技術的管理，利于發(fā)揮防腐工作的作用價值。石油化工設備的性能發(fā)揮，直接影響石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與效率，因此嚴格控制設備各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的使用。石油化工生產(chǎn)的安全隱患與風險系數(shù)較大，雖然生產(chǎn)設備的腐蝕問題普遍存在且難以發(fā)現(xiàn)，但對生產(chǎn)質(zhì)量與安全的影響較大，忽視腐蝕問題的預見性管理與處理，可能會演變?yōu)椴豢煽刂频臑碾y。企業(yè)應當加強對生產(chǎn)設備與過程的安全管理，貫徹安全生產(chǎn)的觀念，完善管理制度，做好加工設備的檢查與維修等工作。化工設備的防腐管理與防腐技術的應用，應當注重實踐經(jīng)驗總結(jié)與教訓積累，確保技術與管理工作的價值得到充分發(fā)揮，盡可能地減少不必要的損失。各行業(yè)在發(fā)展的進程中，逐步加強了對技術創(chuàng)新的重視，以提高企業(yè)的競爭力與市場占有率。因此石油化工企業(yè)應當加強對防腐新技術的研發(fā)與投入，根據(jù)設備操作與實際生產(chǎn)情況，積極引入新技術與新管理理念，實現(xiàn)設備腐蝕問題的科學與靈活處理。作為石油化工企業(yè)管理人員，應當加強對新防腐技術的學習與研發(fā)，企業(yè)加大人力物力等方面的資源投入力度，確保新防腐技術研究成果的加速轉(zhuǎn)化[2]。

2.5 防腐工作貫穿全程

首先從設計階段入手分析，需根據(jù)各生產(chǎn)裝置或工藝路線，在設計階段對企業(yè)的各外部環(huán)境與生產(chǎn)介質(zhì)，施行相應的防腐措施。對不同的酸堿度腐蝕性介質(zhì)，合理采取內(nèi)襯防腐措施或選擇不銹鋼材質(zhì)；對壓力與溫度不高，但腐蝕性強的介質(zhì)，建議工程塑料類管道或設備；對高溫高壓類的反應條件，利用催化劑等方式，合理降低反應進程中的活化能，實現(xiàn)對溫度等反應條件的有效控制。其次從建設階段入手分析，加強工程建設質(zhì)量的把控，利用內(nèi)襯或外防腐的管道及設備，在焊接后需做好焊口的防腐處理；圍繞腐蝕余量的影響因素，合理選擇設備筒體壁厚材料，確保設備的使用壽命與運行安全可靠性。最后從生產(chǎn)管理階段入手分析，設備檢修后與恢復投用前，應當加強防腐處理，尤其是在特殊工作環(huán)境下的生產(chǎn)設備，應當定期進行防腐檢查與處理。設計與工程建設及生產(chǎn)管理等階段的防腐工作，需本著防微杜漸等原則進行，提高對設備防腐工作的重視程度，切實提高防腐管理水平。

2.6 思想觀念轉(zhuǎn)變

作為工程人員，應當加強自身思想觀念與職責理念的轉(zhuǎn)變，提高自身的防腐意識等職業(yè)素養(yǎng)，實現(xiàn)設備防腐工作質(zhì)量與效益的持續(xù)改進。首先防腐養(yǎng)護與管理等工作人員，應當注重自身防腐專業(yè)知識技能水平的提升，養(yǎng)成不斷學習與經(jīng)驗總結(jié)的良好工作習慣，促使操作行為更加規(guī)范。明確了解機械設備的作用功能與組成部分及運行原理等，得心應手的展開設備的維護與運行管理等工作。其次加大對設備管理與養(yǎng)護人員的培訓考核力度，落實獎懲措施，將工作人員從傳統(tǒng)的工作模式與觀念中脫離出來，逐步提升其工作潛能與主觀能動性[3]。為提高設備生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，嚴格控制設備各環(huán)節(jié)的使用。在維護與管理等工作中，落實精益求精與小心謹慎的工匠精神，減少不必要的麻煩與損失。最后在化工設備防腐處理工作中，綜合分析各種腐蝕危險因素，采取適當?shù)姆栏幚泶胧岣叻栏芾砼c問題規(guī)避方法的針對性及有效性。

3 結(jié)語

石油化工設備腐蝕與多因素影響有關，腐蝕問題會縮短設備使用壽命，增加生產(chǎn)成本，甚至會降低生產(chǎn)質(zhì)量，影響工作人員的人身財產(chǎn)安全。企業(yè)應當加強設備腐蝕問題的重視，強化各技術人員與管理人員的責任意識，靈活采用各種先進的防腐方法，切實保障產(chǎn)品質(zhì)量，確保化工生產(chǎn)活動安全有序展開。但化工設備的防腐技術研究仍有較大的發(fā)展空間，還需工作人員加強經(jīng)驗總結(jié)與技術嘗試性的應用，促使設備防腐管理體系逐步優(yōu)化。